【正文】 研究方向與先進(jìn)技術(shù)。 軌道的 選擇 根據(jù)額定載荷查附錄 C[1]選定導(dǎo)軌為 JSALG15 38 8 結(jié) 論 本文在研究了眾多國內(nèi)外先進(jìn)機(jī)床技術(shù)、查閱了眾多研究資料的基礎(chǔ)上，完成了可調(diào)立式雙頭鉆床的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并繪制了裝配圖與非標(biāo)準(zhǔn)零件的零件圖，較好的完成了本課題的任務(wù)與目的。因而其數(shù)值大小和導(dǎo)軌的型式有關(guān)。能夠滿足 所需空載啟動(dòng)力矩（ (N cm)? ）直接使用不會(huì)出現(xiàn)失步現(xiàn)象可直接使用。 從表 322[1]查出，當(dāng)步進(jìn)電機(jī)為五相十拍時(shí)max= qjMM? ? 最大靜力矩 m a x 7 2 . 0 9 7 4 . 8 6 ( N c m)0 . 9 6 3qj MM ?? ? ? ? 查表 323[1]， 110BF004型步進(jìn)電機(jī)最大靜轉(zhuǎn)矩為 (Nm)? 。 m a xm a x 2 8 8 0 . 7 5 6 0 ( r / m i n )3 6 0 0 . 0 1 3 6 0bpvn ??? ? ? ? ? 設(shè)定啟動(dòng)加速時(shí)間 40(ms)at ? 22m a xm a x 2 2 6010 5. 30 5 10 8. 33 ( N c m )60 60 0. 04aanMJ t? ???? ?? ? ? ? ? ? ?? 附加摩擦力矩 0M 空載啟動(dòng)時(shí)， 絲杠 不受 軸向切削力，但會(huì)受雙頭鉆頭、變速箱及主驅(qū)動(dòng)電機(jī)的重力之和 G。傳動(dòng)系統(tǒng)折算到電機(jī)軸上的總的傳動(dòng)慣量 2(kg cm )J? ? 可由下式計(jì)算： 21122( ) [ + ) ]MszJ J J J Jz? ? ? ? （ ） 式中 ： MJ — 步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 2(kg cm)? 1J 、 2J — 齒輪 1z 、 2z 的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 2(kg cm)? sJ — 滾珠絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 2(kg cm)? 參考同類型機(jī)床，初選反應(yīng)步進(jìn)電機(jī) 110BF003，其轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 (kg cm )MJ ?? 查表 320[1]圓柱體（材料為鋼）轉(zhuǎn)動(dòng)慣量： 8 10J D L ???( 2kgcm? ) 33 (1) 3 4 3 4 21 1 10 . 7 8 1 0 0 . 7 8 1 0 4 2 0 . 4 0 ( k g c m )J d L??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （ 2） 3 4 3 4 22 2 20 . 7 8 1 0 0 . 7 8 1 0 5 2 0 . 9 7 5 ( k g c m )J d L??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 式中 1d 、 2d — 齒輪 1z 、 2z 的分度圓直徑 。 可選定齒輪齒數(shù)為 122025zi z?? 1 20z? ， 2 25z? ， 因進(jìn)給運(yùn)動(dòng)齒輪受力不大，模數(shù) m 取 2。最大牽引力為 3538（ N），支撐間距 L=400（ mm）， 需預(yù)緊 絲杠 ， 螺母及軸 承 進(jìn)行預(yù)緊 。 選定 進(jìn)給為 矩形導(dǎo)軌 故， mxF KF? （ ） K — 考慮顛覆力矩影響的實(shí)驗(yàn)系數(shù)， ? 故得， 1 .1 3 2 1 6 3 5 3 8 ( N )mF ? ? ? 計(jì)算最大動(dòng)載荷 C 3 wmC L f F? ? ? （ ） 66010nTL ??? 01000 svn L?? 式中 ： 28 0L — 滾珠絲杠導(dǎo)程，初選 0=6(mm)L sv — 最大切削力下進(jìn)給速度， sv 等于鉆床鉆削時(shí)鉆頭進(jìn)給速度。對(duì)于直徑 100(mm)d ? 的軸，有一個(gè)鍵槽時(shí)，軸徑增大 003 ；有兩個(gè)鍵槽時(shí)，應(yīng)增大 007 故， 5 1 3 .3 4 1 .0 7 = 1 4 .2 7( m m )d ?? ；取整數(shù)值 5 15( m)d ? 計(jì)算軸 VI 的最小直徑 365 111 2 . 0 9 6 1 3 . 4 4 ( N m) = 1 3 . 4 4 1 0 ( N m m)0 . 9TT ?? ? ? ? ? ? ? 查表 153[2]的 []T? 為 25 6 336 13440= = 1 3 . 9 0 ( m m)0 . 2 [ ] 0 . 2 2 5TTd ?? ? 軸截面上開有鍵槽，應(yīng)增大軸徑以考慮鍵槽對(duì)軸強(qiáng)度的削弱。 3的扭矩 3 22(N m)T ?? 43 1 2 4 .4 5 ( N m )TT ?? ? ? ? 小齒輪傳遞扭矩 4 (N m)T ?? 式中 ? — 傳動(dòng)效率， =? 參照 齒輪 11 的計(jì)算過程 計(jì)算的 （ 1） 34 (m m )mm??（ ） （ ） 33351 .47 m? ? ?（ ）（ ） 大齒輪齒數(shù) 4 34 51z ? ? ? （ 2） 幾何尺寸計(jì)算 1)計(jì)算分度圓直徑 3 3 3 3 4 1 .5 5 1 ( m m )d z m? ? ? ?（ ） （ ） 4 4 4 5 1 1 . 5 7 6 . 5 ( m m )d z m? ? ? ?（ ） （ ） 2）計(jì)算中心距 23 343 , 4 5 1 7 6 .5 6 3 .7 5 ( m m )22dda ? ?? ? ?（ ） （ ）（ ） 3）計(jì)算齒輪寬度 3 3 3 0 .6 5 1 3 1 ( m m )dbd?? ? ? ?（ ） （ ） 圓柱齒輪 的實(shí)用齒寬在按 33dbd??（ 3） （ ） 計(jì)算后適當(dāng)圓整，且常將小齒輪的齒寬在整值的基礎(chǔ)上人為的加寬 5 10(mm) ，以防大小齒輪因裝配誤差產(chǎn)生軸向錯(cuò)位，導(dǎo)致嚙合齒寬減小而增大齒輪單位齒寬的工作載荷。對(duì)于直徑100(mm)d ? 的軸，有一個(gè)鍵槽時(shí)，軸徑增大 003 ；有兩個(gè)鍵槽時(shí)，應(yīng)增大 007 故， 1 1 0 .6 1 .0 7 = 1 1 .3 4 2 ( m m )d ?? ；取整值 18=12(mm)dd? 計(jì)算軸 II、 VII 的最小直徑 軸 7不轉(zhuǎn)動(dòng)，故不受扭矩 故給定軸 7 直徑為 2 12(mm)d ? ， 齒輪 (6,9)z ， (7,11)z 的轉(zhuǎn)矩為： 39( 6 , 9 ) 1 ( 7 , 11 )81 30 15. 95 9. 92 ( N m ) 9. 92 10 ( N m m )20 0. 9zzzT T Tz ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 計(jì)算軸 III 的最小直徑 353 ( 6 , 9 )61 4 0 12 2 9 .9 2 2 2 ( N m ) = 2 2 1 0 ( N m m )4 0 0 .9zzTT z ?? ? ? ? ? ? ? ? ? 查表 153[2]的 []T? 為 25 3 333 22021 1 6 . 3 9 ( m m)0 . 2 [ ] 0 . 2 2 5TTd ?? ? ?? 軸截面上開有鍵槽，應(yīng)增大軸徑以考慮鍵槽對(duì)軸強(qiáng)度的削弱。 故取 67 4 1(m m )BB??（ ） （ ） ， 5 36(mm)B ?（ ） 雙頭鉆頭內(nèi)各軸的設(shè)計(jì) 設(shè)定軸 的 材料為 45 鋼 計(jì)算軸 I、 VIII 的最小直徑 由 知 單 個(gè) 鉆頭扭矩 1 . 9 0 . 83 3 3 . 4 1 . 2 (0 . 1 0 ) 1 . 0 5 . 9 5 ( k N m m ) 5 . 9 5 ( N m )M ? ? ? ? ? ? ? ?（ ） 131 [ ]TTd ?? （ ） 式中 1d — 軸 1 最細(xì)處 直徑， mm 。 又因?yàn)橐阉愠鳊X輪 10 的模數(shù)為 ，所以 給定 齒輪 7 模數(shù) 為 。 (1)計(jì)算分度圓直徑 8 8 1 12 0 1 . 5 3 0 ( m m )d z m d? ? ? ? ?（ ） （ 8 ） （ ） 9 9 1 03 0 1 . 5 4 5 ( m m )d z m d? ? ? ? ?（ ） （ 9 ） （ ） （ 2）計(jì)算中心距 898 , 9 30 45 ( m m )22dda ? ?? ? ?（ ） （ ）（ ） （ 3）計(jì)算齒輪寬度 18 1 3 0 3 0 ( m m )dbd?? ? ? ?（ 8） （ ） 圓柱齒輪的實(shí)用齒寬在按 1dbd?? 計(jì)算后適當(dāng)圓整，且常將小齒輪的齒寬在整值的基礎(chǔ)上人為的 加寬 5 10(mm) ，以防大小齒輪因裝配誤差產(chǎn)生軸向錯(cuò)位，導(dǎo)致嚙合齒寬減小而增大齒輪單位齒寬的工作載荷。 取彎曲疲勞安全系數(shù) S=，由下式得 888 0 .8 5 5 0 0[ ] 3 0 3 .5 7 ( M Pa )1 .4F N F EF K S?? ?? ? ? 999 0. 88 38 0[ ] 23 8. 86 ( MPa )1. 4F N F EF K S?? ?? ? ? 4） 計(jì)算載荷系數(shù) 1K 1 8 8 8 8 1 1 .0 7 1 1 .3 1 .3 9 1A v F FK K K K K??? ? ? ? ? ? 16 5)查取齒形系數(shù)。 4）由表 106[2]查的材料的彈性影響系數(shù) (M Pa )EZ ? 5）由圖 1021d[2]按齒面硬度查的 小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 lim 8 600(M Pa)H? ? ，大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 lim 9 550(M Pa)H? ? 6）由式 60 hN njL? （ ） 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 13 9886 0 = 6 0 9 6 0 1 3 0 0 1 5 = 4 . 1 4 7 1 0hN n jL? ? ? ? ? ? ? ?（ ） （ 28 ） 9 989 1 4 . 1 4 7 1 0 2 . 7 6 5 1 01 . 5NN u ?? ? ? ? 式中 n— 齒輪轉(zhuǎn)速 j— 齒輪每轉(zhuǎn)一圈，同一 齒面嚙合次數(shù) Lh— 齒輪工作壽命（ h） u— 齒輪傳動(dòng)比 7）由圖 1019[2]取接觸疲勞壽命系數(shù) , 8 ? ； 9 ? 。齒輪 9，齒輪 10 為配對(duì)齒輪副中的大齒輪。裝夾方便 , 拆卸迅速，操 作方便，實(shí)用可靠。 經(jīng)二級(jí)帶傳動(dòng) ( Ⅰ Ⅱ , Ⅱ Ⅲ ) 和一級(jí)鏈傳動(dòng) ( Ⅲ Ⅳ ) 將動(dòng)力傳至鉆機(jī)上的Ⅳ軸 , 再經(jīng)一級(jí)齒 輪 ( ⅣⅤ ) 傳至鉆頭主軸Ⅴ , 手輪控制鉆頭進(jìn)給。 7 圖 可調(diào)式兩軸鉆孔 頭結(jié)構(gòu)圖 孔主軸 優(yōu)點(diǎn)：該系列鉆孔頭，結(jié)構(gòu)緊湊，調(diào)整方便，使用可靠，加工效率高，可以在中小批量生產(chǎn)中推廣使用。主軸端部靠彈簧卡頭 21，夾緊鉆頭。使其可以在較大 的范圍和多個(gè)工位上同時(shí)加工兩個(gè)孔，很大程度上擴(kuò)大了鉆床加工范圍，提高了機(jī)床適用性，并保證兩孔的相對(duì)位置精度。 缺點(diǎn)：精度方面控制有所欠缺，長(zhǎng)期使用跑位率相比略高。多軸鉆床廣泛應(yīng)用于機(jī)械行業(yè)多孔零部件的鉆孔及攻絲加工。 5 圖 可伸縮焊接方式萬向聯(lián)軸器 工作原理： 多軸鉆床的實(shí)現(xiàn)主要是由于有多軸器的存在才得以實(shí)現(xiàn)的。 45176。 、縱向的進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)： 工作臺(tái)橫向、縱向進(jìn)給：采用滾珠絲杠進(jìn)給。主軸箱驅(qū)動(dòng)軸的運(yùn)轉(zhuǎn)由主電機(jī)經(jīng)過交換齒輪來驅(qū)動(dòng)。 4 2 雙頭鉆床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的總體方案 鉆床總體結(jié)構(gòu) 可調(diào)式 立式 雙頭鉆床 主要由床身、工作臺(tái)、 鉆 頭、主傳 動(dòng)系統(tǒng) 、電 機(jī) 等部分組成。 本課題的主要工作包括以下幾個(gè)方面： 1. 廣泛查閱 國內(nèi)外 關(guān)于 多軸鉆床的研究資料，闡述了課題的研究意義，在綜述了國內(nèi)外研究資料 和研究目的 之后，給出了本文研究的主要內(nèi)容。 由于單頭鉆床只有一根主軸 ， 因此，一次只能加工一個(gè)孔 。 本次設(shè)計(jì)主要研究可調(diào)立式雙軸鉆床， 也可以稱為 可調(diào)立式 雙頭鉆床，有兩個(gè)主軸配兩把鉆頭，同時(shí)加工同一零件上的兩個(gè)孔。缺點(diǎn)是精度方面控制有所欠缺，長(zhǎng)期使用跑位率相比略高。多軸加工生產(chǎn)效率高，投資少，生產(chǎn)準(zhǔn)備周期短 ， 產(chǎn)品改型時(shí)設(shè)備損失少。 由于普通單軸 鉆床只有一根主軸， 一次 只能加工一個(gè)孔 ，如果要加工多孔的工件，只有通過移動(dòng)夾 具 并 多次對(duì)刀 來 實(shí)現(xiàn)，不僅工人的勞動(dòng)強(qiáng)度大 ， 而且孔的位置精度低 。一臺(tái)普通的多軸鉆床一次能把幾個(gè)乃至十幾個(gè)孔或螺紋 同時(shí) 加工出來。而多軸加工逐漸成為一種新的加工趨勢(shì)。 隨著工業(yè)的